[发明专利]磁控管控制方法、磁控管控制装置和磁控溅射设备

权利要求书

1.一种磁控管控制方法，用于提高磁控溅射设备中沉积膜层的膜厚均匀性，其特征在于，包括：步骤S110、获取在磁控管匀速转动状态下晶圆上各不同沉积区域沉积的膜层的膜厚；其中，通过设置准直器，使所述晶圆上的点，仅能接受其正上方锥角内的靶材溅射出的粒子，其余角度溅射的粒子均被所述准直器阻挡；步骤S120、根据获得的膜厚在所述晶圆的径向上的不同，以所述磁控管的转动中心为圆心，将所述磁控管的运动区域划分为若干个同心的子运动区域，每个所述子运动区域对应一个所述沉积区域；步骤S130、分别比较每个所述子运动区域所对应的所述沉积区域的膜厚，使所述磁控管非匀速转动，对应膜厚相对较大的所述子运动区域，减少所述磁控管在该子运动区域的停留时间；对应膜厚相对较小的所述子运动区域，增大所述磁控管在该子运动区域的停留时间，以使得各所述子运动区域所对应的所述沉积区域的膜厚均匀；其中，所述磁控管采用行星式运动机构，所述步骤S130具体包括：获取磁控管与所述转动中心的距离D、磁控管转速w₂以及时间t之间的函数关系；判断所述磁控管所在的区域，在对应膜厚相对较大的所述子运动区域，增大所述磁控管的转速w₂；在对应膜厚相对较小的所述子运动区域，减少所述磁控管的转速w₂。

2.一种磁控管控制装置，用于提高磁控溅射设备中沉积膜层的膜厚均匀性，其特征在于，包括：获取模块，用于获取在磁控管匀速转动状态下晶圆上各不同沉积区域沉积的膜层的膜厚；溅射粒子约束模块，包括准直器；所述溅射粒子约束模块使所述晶圆上的点，仅能接受其正上方锥角内的靶材溅射出的粒子，其余角度溅射的粒子均被所述准直器阻挡；划分模块，用于根据获得的膜厚在所述晶圆的径向上的不同，以所述磁控管的转动中心为圆心，将所述磁控管的运动区域划分为若干个同心的子运动区域，每个所述子运动区域对应一个所述沉积区域；控制模块，用于分别比较每个所述子运动区域所对应的所述沉积区域的膜厚，使所述磁控管非匀速转动，对应膜厚相对较大的所述子运动区域，减少所述磁控管在该子运动区域的停留时间；对应膜厚相对较小的所述子运动区域，增大所述磁控管在该子运动区域的停留时间，以使得各所述子运动区域所对应的所述沉积区域的膜厚均匀；其中，所述磁控管采用行星式运动机构，所述控制模块，用于：获取磁控管与所述转动中心的距离D、磁控管转速w₂以及时间t之间的函数关系式；判断所述磁控管所在的区域，在对应膜厚相对较大的所述子运动区域，增大所述磁控管的转速w₂；在对应膜厚相对较小的所述子运动区域，减少所述磁控管的转速w₂。

3.一种磁控溅射设备，包括磁控管和磁控管控制装置，其特征在于，所述磁控管控制装置包括权利要求2所述的磁控管控制装置。

4.根据权利要求3所述的磁控溅射设备，其特征在于，还包括反应腔室、靶材、驱动所述磁控管转动的驱动机构；所述反应腔室内部设置有基座，用于承载晶圆；所述靶材设置在所述反应腔室的顶部；所述磁控管设置在所述靶材的上方；所述溅射粒子约束模块位于所述基座和所述靶材之间。